Σε μια μελέτη που δημοσιεύεται στο Nature, ερευνητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC) αναφέρουν τις εξελίξεις στην ανάπτυξη κυψελών καυσίμου υδρογόνου που θα μπορούσαν να αυξήσουν την εφαρμογή τους στα οχήματα, ειδικά σε ακραίες θερμοκρασίες όπως το ψύχος.
Το υδρογόνο θεωρείται μία από τις πιο ελπιδοφόρες πηγές καθαρότερης ενέργειας του μέλλοντος. Τα στοιχεία καυσίμου υδρογόνου έχουν υψηλή απόδοση μετατροπής ενέργειας και μηδενικές εκπομπές. Αλλά η ανάπτυξη των κυψελών καυσίμου υδρογόνου αντιμετωπίζει πολλές προκλήσεις, συμπεριλαμβανομένου του ζητήματος της ζημιάς από μονοξείδιο του άνθρακα (CO) στα ηλεκτρόδια κυψελών καυσίμου.
Επί του παρόντος, το υδρογόνο παράγεται κυρίως από διεργασίες όπως αναμόρφωση υδρογονανθράκων με ατμό, όπως μεθανόλη και φυσικό αέριο. Το προκύπτον υδρογόνο συνήθως περιέχει 0,5% έως 2% ιχνοστοιχείων CO. Ως «καρδιά» οχημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου, τα ηλεκτρόδια κυψελών καυσίμου είναι εύκολο να «μολυνθούν» από ακαθαρσίες του αερίου CO, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση μπαταρίας και συντομότερη διάρκεια ζωής των κυψελών καυσίμου στα οχήματα.
Παλαιότερη έρευνα έχει προσδιορίσει μια μέθοδο που ονομάζεται εκλεκτική οξείδωση του CO (PROX) ως ένας πολλά υποσχόμενος τρόπος για την απομάκρυνση ιχνών CO από υδρογόνο με τη χρήση καταλυτών.
Ωστόσο, οι υφιστάμενοι καταλύτες PROX μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου) και σε ένα στενό εύρος θερμοκρασίας, εμποδίζοντας πρακτικές εφαρμογές όπως οχήματα κυψελών καυσίμου, τα οποία πρέπει να είναι αξιόπιστα ακόμη και τους χειμερινούς μήνες.
Τώρα, μια ομάδα USTC με επικεφαλής τον Junling Lu, καθηγητή στο Εθνικό Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών του Hefei στο Microscale, σχεδίασε μια νέα δομή ατομικώς διεσπαρμένου υδροξειδίου του σιδήρου σε νανοσωματίδια πλατίνας για τον καθαρισμό του καυσίμου υδρογόνου σε ευρεία περιοχή θερμοκρασιών από 198 έως 380 μοίρες Κέλβιν.
Διαπίστωσαν επίσης ότι το υλικό παρείχε την προστασία των κυψελών καυσίμου από τα απομεινάρια CO τόσο κατά την συχνή εκκίνηση όσο και κατά τη συνεχή λειτουργία σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
“Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να επιταχύνουν σημαντικά την άφιξη της εποχής των οχημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου“, δήλωσε ο καθηγητής Lu. “Ο απώτερος στόχος μας είναι να αναπτύξουμε ένα οικονομικά αποδοτικό καταλύτη με υψηλή δραστικότητα και επιλεκτικότητα που παρέχει συνεχή προστασία κυψελών καυσίμου και να επιτρέπει την πλήρη και 100% επιλεκτική αφαίρεση CO σε μια κυψέλη καυσίμου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ευρύτερους σκοπούς“.
με Αριθμό Μητρώου 12691
